在新冠疫情中，抗原侧流检测（Ag-LFT）因快速、经济且操作简便，常作为核酸扩增检测的大规模筛查替代方案。然而，其灵敏度普遍较低，在检测低病毒载量样本（Ct > 25）时，容易出现漏检，进而错过最佳干预窗口期。传统荧光标记材料受到漂白、闪烁和背景自发荧光干扰的影响。含有氮空位（NV）中心缺陷的荧光纳米金刚石（FNDs），因其高亮度、光稳定性以及信号选择性调制能力，在体外诊断中展现出独特优势。作为硝酸纤维素膜上的荧光标记，FNDs利用自旋依赖的荧光发射特性，有效减小了背景干扰，大幅度提高了信噪比。然而，目前基于FNDs的抗原侧流检测仍面临非特异性结合的问题，且缺乏大规模临床试验验证其在临床诊断中的实用性。

近期，英国伦敦大学学院的伦敦纳米技术中心团队在《Nature Communications》期刊上发表了一篇题为“Quantum-enhanced nanodiamond rapid test advances early SARS-CoV-2 antigen detection in clinical diagnostics”的研究文章。这是该团队继首次在体外诊断中应用FNDs（Nature 587, 588–593 (2020)）后的又一研究进展。该研究开发了一种基于量子增强FNDs的抗原侧流检测技术（FND Ag-LFT），并开展大型盲法临床试验进行验证。该技术大幅度提高Ag-LFT性能，在新冠抗原早期临床诊断上取得突破性进展。

FND Ag-LFT通过生物层干涉技术筛选高亲和力的抗体对，提高了抗原特异性捕获率。使用600nm聚甘油涂层FNDs与抗体共轭构建检测探针，以减少背景自发光干扰，并降低与硝酸纤维素膜的非特异性结合。结合锁相放大技术解析荧光信号，可以进一步增强微弱荧光信号。经SARS-CoV-2重组核衣壳蛋白评估，FND Ag-LFT的检测限（LOD）为17 fM [95% CI: 5.9-41] (0.78 pg/mL)。与使用相同捕获抗体的传统胶体金法相比，灵敏度提高了1000倍。在一项盲法临床试验中，以RT-qPCR为基准，对103例SARS-CoV-2上呼吸道拭子样本（其中53例为阳性）测试显示出95.1%的灵敏度（Ct ≤ 30）和100%的特异性，并且与甲型流感病毒、呼吸道合胞病毒和鼻病毒无交叉反应。此外，基于新冠人类感染试验模型显示，FND Ag-LFT相比传统胶体金法能平均提前2天检测出感染（仅比RT-qPCR晚0.6天），并在症状出现的第一天检测出多达2.2倍的患者。

基于NV FNDs的量子传感特性，开发的FND Ag-LFT显著提高了灵敏度和特异性，有望克服目前Ag-LFT面临的困境。它为未来研究中探索复杂临床样本的抗原检测和低非特异性结合检测方法奠定了基础。此外，该技术有潜力进一步扩展应用于其他传染性和非传染性疾病的检测。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63066-1

注：此研究成果摘自《Nature Communications》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。